核電機組臨界到并網(wǎng)期間工況介紹

1、核電機組臨界到并網(wǎng)期間工況介紹2022年2月27日星期日101.反應(yīng)堆原理及調(diào)試期間重要試驗介紹02.機組大修結(jié)束后相關(guān)工作03.機組并網(wǎng)要求04.機組未按計劃解列情況介紹201反應(yīng)堆原理及調(diào)試期間重要試驗介紹34核能發(fā)電原理5核能產(chǎn)生與裂變反應(yīng)67u 反應(yīng)性介紹反應(yīng)性介紹212/ )(NNN KKKNNNN/ ) 1(/11)/()/(21221 K增殖因數(shù)增殖因數(shù)是指在反應(yīng)堆中，新生一代的中子數(shù)與產(chǎn)生它的直屬上一代中子數(shù)之比，或中子的產(chǎn)生率與中子的消失率之比。通常用符號k表示。反應(yīng)性實際上人們常用反應(yīng)性的概念來確定反應(yīng)堆狀態(tài)。反應(yīng)性是一代與另一代產(chǎn)生裂變中子數(shù)的相對變化，即：可用增殖因數(shù)來

2、計算 ，即：事實上，在一個鏈式反應(yīng)正在進行的反應(yīng)堆中，總是1，所以反應(yīng)性與臨界8反應(yīng)性與臨界 我們用表示緩發(fā)中子的裂變份額（對于對于U235裂變，約為裂變，約為0.0065，非常，非常小小），則（1-）表示瞬發(fā)中子的裂變份額。于是增值系數(shù)Keff（下一代中子數(shù)與上一代中子數(shù)的比值）就由下列兩部分組成：Keff= （1-） Keff+ Keff 如果（1-） Keff1，中子總數(shù)的增加主要由緩發(fā)中子決定。這種情況下功率變化相對緩慢，是可以控制的。 如果（1-） Keff=1，則稱為反應(yīng)堆瞬發(fā)中子臨界。此時，瞬發(fā)中子增值形成的中子份額剛好保持常量，緩發(fā)中子主導(dǎo)著中子總數(shù)的演變，是難以控制的。 如果

3、（1-） Keff1，中子總數(shù)的增加主要由瞬發(fā)中子決定，鏈式裂變反應(yīng)是發(fā)散的。在這種情況下中子密度將急劇增加，使人們根據(jù)緩發(fā)中子的壽期設(shè)置的反應(yīng)堆控制方法變得無法控制。 鑒于機組達臨界存在較大風險，核電廠對此有嚴格程序要求，通過稀釋、提鑒于機組達臨界存在較大風險，核電廠對此有嚴格程序要求，通過稀釋、提棒的方式緩慢逼近臨界，嚴格控制反應(yīng)性引入，嚴格限制出現(xiàn)超臨界情況。棒的方式緩慢逼近臨界，嚴格控制反應(yīng)性引入，嚴格限制出現(xiàn)超臨界情況。91011u 反應(yīng)性控制的任務(wù)反應(yīng)性控制的任務(wù) 反應(yīng)堆控制設(shè)計的主要任務(wù)是：采取各種切實有效的控制方式，在確保安全前提下控制剩余反應(yīng)性，滿足反應(yīng)堆長期運行的需要；通過

4、控制毒物適當?shù)目臻g布置和最佳的提棒程序，使反應(yīng)堆在整個壽期內(nèi)保持較平坦的功率分布，盡量降低功率峰因子；反應(yīng)堆事故時，能迅速安全停堆，并保持足夠的停堆深度。u 反應(yīng)性控制的方式反應(yīng)性控制的方式 凡是能夠有效地影響反應(yīng)性的任何裝置、機構(gòu)和過程都可以用作反應(yīng)性的控制。歸納起來就是改變堆內(nèi)中子吸收。在堆芯中加入或提出控制毒物以改變堆芯中子的吸收，目前廣泛采用的控制毒物有：可移動式控制棒；可移動式控制棒；固體可燃毒物控制，主要用于補償部分初始過剩反應(yīng)性；（目前電廠使（目前電廠使用含釓毒物一體化燃料組件）用含釓毒物一體化燃料組件）化學(xué)補償控制，主要是在冷卻劑中加入可溶性硼酸溶液來補償過剩的反化學(xué)補償控制，

5、主要是在冷卻劑中加入可溶性硼酸溶液來補償過剩的反應(yīng)性應(yīng)性。12u 反應(yīng)性控制的特點反應(yīng)性控制的特點調(diào)節(jié)控制棒在堆芯的插入深度：優(yōu)點：調(diào)節(jié)速度快，響應(yīng)迅速；缺點：控制棒的插入，會引起堆芯中子通量畸變，使燃料利用率降低；易在堆芯局部產(chǎn)生功率峰點，造成局部溫度高，增加燃料棒破損幾率。調(diào)節(jié)冷卻劑中的硼酸濃度：優(yōu)點：調(diào)節(jié)均勻，不產(chǎn)生畸變；缺點：調(diào)節(jié)作用慢，不能響應(yīng)快速功率變化，用于補償因燃耗、氙毒和慢化劑溫度改變等引起的比較緩慢的反應(yīng)性變化；通常通過調(diào)整硼濃度調(diào)節(jié)功率的變化速率控制在5%FP左右。因此，一般情況下，核反應(yīng)堆都是進行基負荷運行，隨著燃耗的加深，因此，一般情況下，核反應(yīng)堆都是進行基負荷運行，

6、隨著燃耗的加深，通過降低硼通過降低硼酸酸濃度來補償反應(yīng)性；如出現(xiàn)快速功率變化，使用控制棒控濃度來補償反應(yīng)性；如出現(xiàn)快速功率變化，使用控制棒控制。制。13u 核安全對運行控制的限制核安全對運行控制的限制保證核安全是核電廠進行一切生產(chǎn)運行活動的前提，為此制定了保證核安全是核電廠進行一切生產(chǎn)運行活動的前提，為此制定了經(jīng)國家核安全局批準的技術(shù)規(guī)范，它規(guī)定了核電機組正常運行期間必經(jīng)國家核安全局批準的技術(shù)規(guī)范，它規(guī)定了核電機組正常運行期間必須采用的技術(shù)規(guī)則。嚴格遵守技術(shù)規(guī)范能保證在發(fā)生故障或事故時那須采用的技術(shù)規(guī)則。嚴格遵守技術(shù)規(guī)范能保證在發(fā)生故障或事故時那些安全重要系統(tǒng)的正確運行，將事故后果限制在可以接

7、受的范圍內(nèi)。些安全重要系統(tǒng)的正確運行，將事故后果限制在可以接受的范圍內(nèi)。在負荷變化時，為了限制包殼與燃料元件之間相互作用，必須考在負荷變化時，為了限制包殼與燃料元件之間相互作用，必須考慮輻照效應(yīng)和熱應(yīng)力對燃料芯塊的影響，這在運行中通過限制堆功率慮輻照效應(yīng)和熱應(yīng)力對燃料芯塊的影響，這在運行中通過限制堆功率的變化速率。的變化速率。主要限制如下：主要限制如下：堆芯軸向堆芯軸向“功率畸變功率畸變”的限制的限制運行梯形圖運行梯形圖PCIPCI限制限制14u 反應(yīng)堆的運行限制反應(yīng)堆的運行限制堆芯軸向堆芯軸向“功率畸變功率畸變”的的后果和控制后果和控制15u 反應(yīng)堆的運行限制反應(yīng)堆的運行限制技術(shù)規(guī)范限制技術(shù)

8、規(guī)范限制運行梯形運行梯形圖圖運行技術(shù)規(guī)范對控制棒的規(guī)定運行技術(shù)規(guī)范對控制棒的規(guī)定 任何24小時內(nèi)，功率控制棒插入的時間限制為12小時（在可以快速返回高功率水平時可以延長至24小時）。在大于12小時的低功率水平運行之后，要求持續(xù)7天的上限功率水平運行。1617u 反應(yīng)堆的運行限制反應(yīng)堆的運行限制 PCI PCI對反應(yīng)堆運行的影響對反應(yīng)堆運行的影響18調(diào)試期間重要試驗介紹從開始裝料到首次并網(wǎng)操作，預(yù)計工期50.5天。若機組不需要并網(wǎng)前試驗（如跳機跳堆試驗后），則從機組臨界到機組并網(wǎng)，約一天。(穩(wěn)定堆芯，調(diào)整硼濃度臨界VVP暖管升功率至15%Pn汽機沖轉(zhuǎn)機組并網(wǎng)）19調(diào)試期間重要試驗介紹從首次并網(wǎng)到

9、完成50%Pn負荷線性變化試驗，預(yù)計工期17天。20調(diào)試期間重要試驗介紹從50%Pn瞬態(tài)試驗到100%Pn 凝結(jié)水抽取泵聯(lián)啟試驗，預(yù)計工期14天。21調(diào)試期間重要試驗介紹從甩負荷至空載試驗至168h考核試驗結(jié)束，預(yù)計工期15.5天。從裝料至168h，總的調(diào)試啟動工期預(yù)計為97天。2202機組大修結(jié)束后相關(guān)工作23機組大修結(jié)束后相關(guān)工作從機組大修后臨界至升至滿功率正常運行升功率操作從臨界至滿功率運行，工期約為12天24序號序號項目項目重要試驗重要試驗工期工期總工期總工期1臨界前準備工作反應(yīng)堆硼和水補給系統(tǒng)至正常運行方式2hD2零功率物理試驗華東核與輻射安全監(jiān)督站簽字同意機組達臨界狀態(tài)2DD+2進

10、行臨界操作，控制棒提棒操作進行相關(guān)參數(shù)的測量：硼濃度、反應(yīng)堆溫度、慢化劑溫度、調(diào)整堆芯狀態(tài)等主蒸汽系統(tǒng)開始暖管、查漏工作3機組并網(wǎng)操作主蒸汽回路試驗試驗做完后核功率升至8%Pn1.5DD+3.5汽機沖轉(zhuǎn)至1500轉(zhuǎn)需要進行汽機保護系統(tǒng)緊急停機按鈕試驗（兩次）發(fā)電機氫氣供應(yīng)系統(tǒng)檢查進行發(fā)變組主保護改造后相關(guān)試驗進行發(fā)電機勵磁系統(tǒng)、電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)空載試驗汽機超速試驗AVR動態(tài)功能試驗發(fā)電機出口斷路器同期并網(wǎng)試驗機組并網(wǎng)25序號序號項目項目重要試驗重要試驗工期工期總工期總工期4升功率操作核功率升至30%Pn升功率速度不超過3%FP/小時1.5DD+12穩(wěn)定于30%Pn功率平臺（24小時）進行功率量程定

11、值、相關(guān)參數(shù)修改、調(diào)整核功率升至48%Pn升功率速度不超過3%FP/小時1.5D穩(wěn)定于48%Pn功率平臺最終調(diào)整核儀表系統(tǒng)中間量程保護定值核功率升至75%Pn升功率速度不超過3%FP/小時1.5D穩(wěn)定于75%Pn功率平臺（24小時）堆芯通量圖及LSS參數(shù)調(diào)整功率量程定值及相關(guān)參數(shù)調(diào)整核功率升至100%Pn升功率速度不超過3%FP/小時4D穩(wěn)定于100%Pn功率平臺（48小時）堆芯通量圖及LSS參數(shù)調(diào)整功率量程定值及相關(guān)參數(shù)調(diào)整高低壓閥帶負荷試驗（功率波動約30MW）確定功率棒棒位與汽機負荷對應(yīng)關(guān)系曲線試驗（機組出力范圍：1089-550-1089MW）甩負荷至廠用電試驗（兩次，出力：1089-

12、65-1089MW）26#1機組首次大修后相關(guān)試驗時間點序號序號項目項目計劃開始時間計劃開始時間計劃結(jié)束時間計劃結(jié)束時間機組出力范圍機組出力范圍1開始臨界2014-04-16 04:002014-04-16 14:3002零功率物理試驗2014-04-16 17:302014-04-18 01:0003核功率升至8%Pn2014-04-18 11:002014-04-18 12:0004汽機沖轉(zhuǎn)及并網(wǎng)前相關(guān)試驗2014-04-18 15:002014-04-19 19:3005機組并網(wǎng)2014-04-19 20:302014-04-19 21:000-65MW6機組升功率至30%Pn2014-

13、04-19 21:002014-04-20 04:0065-325MW7機組升功率至48%Pn2014-04-21 10:002014-04-21 19:00325-5258機組升功率至75%Pn2014-04-21 23:002014-04-22 11:00525-820MW9機組升功率至100%Pn及相關(guān)試驗2014-04-23 17:002014-04-27 13:30820-1089-550-1089-65-1089-65-10892703機組并網(wǎng)要求28機組并網(wǎng)要求長時間不并網(wǎng)對汽輪機影響長時間不并網(wǎng)對汽輪機影響 汽輪發(fā)電機都由汽輪機作為動力，發(fā)電機空載運行時，汽輪機的蒸汽流量太小，

14、不足以帶走汽輪機葉片旋轉(zhuǎn)鼓風產(chǎn)生的熱量，如長時間空載運行將使汽輪機的末級葉片過熱損傷，比如退火，強度下降，變形等，甚至可能造成動靜摩擦損壞。由于核電機組單機容量較大，汽輪機的末級葉片規(guī)模也較大，參考設(shè)計資料，空轉(zhuǎn)時間需要控制在5小時左右。若不能及時并網(wǎng)，需要將汽輪機進行停機，待允許并網(wǎng)時，重新進行沖轉(zhuǎn)操作。長時間低功率運行對堆芯的影響長時間低功率運行對堆芯的影響 機組具備并網(wǎng)條件時，處于反應(yīng)堆功率運行模式，反應(yīng)堆功率在7.5%-15%Pn之間，期間反應(yīng)堆仍產(chǎn)生大量熱量。若機組此時無法及時并網(wǎng)，反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量無法正常導(dǎo)出，為了避免反應(yīng)堆熱量無法損失，需要視機組情況將機組從反應(yīng)堆功率運行模式退至

15、蒸發(fā)器冷卻正常冷停堆模式或其他停堆模式（此時反應(yīng)堆功率幾乎為0，反應(yīng)堆處于臨界狀態(tài)）。允許并網(wǎng)后，機組重新進行升功率操作。2904機組未按計劃解列情況介紹30機組非計劃解列情況事件概況事件概況2月25日，寧德核電2號機組在815MW穩(wěn)定運行，大修完成1號機組發(fā)電機變壓器組保護（GPA）改造及主變停電檢修，主變恢復(fù)送電，19時38分，合500kV開關(guān)站5031開關(guān)對1號主變進行充電。19時38分14秒，5031開關(guān)充電保護動作，5031開關(guān)三相跳閘，1號機主變充電操作未成功。同時2號發(fā)電機勵磁保護勵磁過流二段動作觸發(fā)GPA勵磁系統(tǒng)故障動作，導(dǎo)致發(fā)電機出口斷路器和滅磁開關(guān)跳閘，此時汽機轉(zhuǎn)速上升至，1568r/min，GPA過頻保護動作，導(dǎo)致2號主變高壓側(cè)500kV開關(guān)站5042/5043開關(guān)跳閘。原因分析原因分析1號主變在充電過程中產(chǎn)生勵磁涌流過大，持續(xù)時間較長。B相有效電流持續(xù)大于1640A超過5031開關(guān)充電保護動作定值（1520A 0.5 秒），5031開關(guān)充電保護正確動作。2號機組因勵磁涌流